DE2314684A1

DE2314684A1 - Saugfaehige fasergewebe und verfahren zu ihrer herstellung

Info

Publication number: DE2314684A1
Application number: DE19732314684
Authority: DE
Inventors: Charles Spencer Benz
Original assignee: Scott Paper Co
Current assignee: Kimberly Clark Tissue Co
Priority date: 1972-03-30
Filing date: 1973-03-22
Publication date: 1973-10-04
Also published as: US3817827A; CA978784A; BE797145A; FR2177856A1; JPS497507A; AU5270073A; IT979971B; GB1395447A; FR2177856B1; AU472589B2

Description

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^r: : «VÄLTS

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Scott Paper Company, Industrial Highway at Tinicum Island Road, Delaware County, Pennsylvania, VOStoVoA.

Saugfähige Fasergewebe und Verfahren zu ihrer Herstellung

Die Erfindung bezieht sich auf weiche, saugfähige, faserige, in erster Linie aus Holzzellstoff hergestellte Gewebe und auf ein Verfahren zur Herstellung letzterer. Derartige Gewebe werden für sanitäre Papxererzeugnxsse, z.B. Seidenpapier, Handtücher und dergleichen verwendet. Insbesondere bezieht sich die Erfindung auf weiches, saugfähiges Gewebematerial, das durch die Kombination ausgezeichneter Weichheit, Zähigkeit, und Griffigkeit gekennzeichnet ist, wodurch es besonders geeignet für die Verwendung als Handtuch wird.

Auf dem Gebiet der Papierherstellung war es lange ein Ziel, den Papiergeweben Weichheit ohne übermässige Verringerung ihrer Festigkeit zu verleihen. Papiergewebe werden herkömmlicherweise durch Bearbeiten wie Prägen, Kalandrieren oder Kreppen von einer Haftfläche mittels einer Kreppklinge weich gemacht. Derartige Bearbei-

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längsverfahren zerreissen lind brechen viele der steifen., natürlichen Zwischenfaserverbindungen in dem Papiergeldebe, die während seiner Trocknung mittels eines mit der Papierherstellung verbundenen Entwässerungsverfestigungsverfahrens gebildet werden. Die zwischenfaserigen Bindungen stellen die eigentliche Quelle der Festigkeit bei normalen Papiergeweben dar, weil sich aus der physikalischen Verwicklung der Fasern eine sehr geringe Festigkeit ergibt, da papierbildende Fasern äusserst kurz, und zwar im allgemeinen in der Grössenordnung von 1/8 . 25,4 mm (1/8 inch) oder weniger sind. Derartige Gewebebearbeitungsverfahren haben daher notwendigerweise einen 'Festigkeitsverlust im Gewebe zur Folge ο

Weichheit ist natürlich für die meisten sanitären Papiererzeugnisse eine erwünschte Eigenschaft, aber Erzeugnisse, wie z.B. Handtücher, müssen auch zäh sein, damit sie bei starken Belastungen, denen sie meist ausgesetzt werden, unversehrt bleiben. Zähfestigkeit ist die Fähigkeit des Gewebes, Arbeitsenergie ohne ein Zerreissen zu absorbieren. Sie ist nicht allein ein Maß der Zerreissfestigkeit eines ,Papierbogen^, sondern stellt vielmehr eine Kombination aus Zerreissfestigkeit und elastischer Dehnbarkeit dar. Aus diesem Grunde ist es wünschenswert,.dass Papierhandtucherzeugnisse elastische Dehnbarkeit aufweisen.

Es ist seit langem bekannt, dass Kreppen eines Bogens letzterem elastische Dehnung verleiht. Kreppen reduziert jedoch die Zerreissfestigkeit. Ferner ist bei den meisten Papierherstellungsverfahren Kreppen meist auf die Laufrichtung des Gewebes beschränkt, was nur eine geringe oder überhaupt keine elastische Dehnbarkeit des Bogens qtier zur Laufrichtung des Gewebes zur Folge hat. Aber für als Handtücher zu verwendende Papiererzeugnisse ist eine elastische Dehnbarkeit· in allen Richtungen erwünscht, d.h.: quer zur als auch in Laufrichtung des Gewebes. Obgleich Kreppverfahren bekannt sind, die eine Dehnung quer zur Laufrichtung des Gewebes mit sich bringen, z.B. nach der US-PS 2 610 935, erweisen sich diese Verfahren dadurch.als nachteilig, dass im allgemeinen die Erzielung einer Dehnbarkeit quer zur

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Laufrichtung des Gewebes ohne erhelbllche Reduzierung der Festigkeit nur im geringen Maße möglieh ist_o

In der US-PS 2 834 8O9 wird ein Verfahren zur Bearbeitung eines Bogens beschrieben, das einem Papiergewebe Dehnbarkeit quer zur Laufrichtung des Gewebes verleiht. Dies wird durch eine Bearbeitung des Gewebes derart erreicht, dass letzterem ein wellenförmiger Wirkungsquerschnitt verliehen wird, und langgestreckte, in Laufrichtung des Papiers angeordnete Öffnungen vorgesehen werden. Während dies Verfahren eine elastische Dehnung quer zur Laufrichtung des Gewebes mit sich bringt, verringert es in beträchtlichem Maße die Zerreissfestigkeit des Gewebes quer zur Laufrichtung des letzteren. Es hat sich gezeigt, dass die Festigkeitserfordernisse der Erzeugnisse die Bedeutung einer Bearbeitung dieser Art und die Grosse der Festigkeit, die hiermit dem Gewebe verliehen werden kann, begrenzen.

Ein anderes bekanntes Verfahren zur Verbesserung der Gewebefestigkeit besteht in der Zufügung elastomerer Bindematerialien zu dem Gewebe. Bei einem darartigen nach der US-PS 3 622 447 bekannten Verfaliren wird wasserhaltiges polymeres Latex Papier faserbögen beigemengt«, Aber allein die Beimengung eines elastomeren Bindematerials zu Papierfaserbögen vergrössert nicht notwendigerweise wesentlich die elastische Dehnung des Bogens, weil durch ein derartiges Hinzufügen eines elastomeren Bindematerials steife Papierbindungen nicht ersetzt, sondern bloß ergänzt werden.

Es sind weiterhin Verfahren zum Ersetzen steifer Papierbindemittel durch flexible Bindemittel bekannt. Ein derartiges Verfahren besteht dem Wesen nach in der Verminderung der anfänglichen Bildung von steifen Papierbindungen mittels Beimengung chemisch entbindender Agensien zu dem wasserhaltigen Faserbrei und im Ersetzen des Festigkeitsverlustes infolge der Verminderung der steifen Papierbindungen durch flexible Bindemittel infolge der Beimengung eines elastomeren Bindematerials zu dem wasserhaltigen Faserbrei. Dieses Verfahren ermöglicht die Erzeugung eines widerstandsfähigen Papiergewebes mit guter Festigkeit und Weichheit.

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Ein Nachteil dieses Verfahrens liegt darin, dass wesentliche Festigkeit bei gleichzeitiger Weichheit nur dem Gewebe bei Verwendung einer grossen Menge eines elastoraeren Bindematerials verliehen werden kann., was ein beträchtliches Anwachsen der Produktionskosten mit' sich bringt_o Falls mit diesem Verfahren in wirtschaftlicher Weise ein Papierhandtucherzeugnis hergestellt werden soll, muss ein wesentlicher Teil der steifen Papierbindungen die Möglichkeit zur Ausbildung erhalten, um eine zufriedenstellende Festigkeit ohne die Verwendung eines teuren elastomeren Bindematerials zu erzielen. Wie aber bereits aufgezeigt worden ist, vermindern steife Papierbindungen in dem Gewebe die elastische Dehnbarkeit des letzteren und damit seine Zähfestigkeit. Ausserdem-vermindern die steifen Papierbindungen auch die Weichheit und de Flexibilität des Gewebes.

Ein anderes Verfahren zur Verbesserung der elastischen Dehnung und Weichheit des Gewebes besteht in der Reduzierung anfänglicher Ausbildung steifer Papierbindungen durch Vermeiden starker Pressung des Gewebes, so lange es feucht ist. Ein elastomeres Bindematerial wird dem wasserhaltigen Faserbrei zwecks Erzeugung der geforderten Festigkeit und elastischen Dehnung des Gewebes beigegeben. Das mitdiesem Verfahren hergestellte Erzeugnis weist die gleichen Nachteile wie das mit dem zuletzt erwähnten Ver-' fahren hergestellte Erzeugnis auf, d„h. entweder ist die für eine adäquate Festigkeit erforderte Menge des elastomeren Bindematerials sehr gross oder die elastische Dehnung und Weichheit des Papierbogens.ist gering,, Zusätzliche elastische Dehnung kann zwar den zuvor genannten Geweben mittels Kreppen leicht verliehen werden, aber das Kreppen ist für gewöhnlich auf eine elastische Dehnung in Laufrichtung des Gewebes begrenzt und stets von einem wesentlichen Festigkeitsverlust begleitet.

Ein anderes Verfahren zur Vergrösserung der elastischen Dehnung in einem Papiergewebe besteht darin, dass ein Muster eines elastomeren Bindematerials auf ein Papiergewebe aufgebracht wird, wobei es nur auf Teile des Gewebes, die das Bindematerial auf einer Kreppoberfläche enthalten, aufgeklebt und das Gewebe von

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der Kreppoberfläche mittels einer Kreppklinge entfernt wird. Wenn das elastomere Bindematerial in einem geeigneten Muster aufgebracht wird, kann ein Erzeugnis mit einer bestimmten elastischen Dehnung quer zur Laufrichtung des Gewebes hergestellt werden. Diese elastische Dehnung quer zur Laufrichtung Ist in erster Linie ein Ergebnis der Kontraktion und Schrumpfung der elastomer verbundenen Bereiche des Gewebes nach vollzogener Kreppung, wobei Faltenbildung des Erzeugnisses verursacht wird. Die quer zur Laufrichtung des Gewebes verliehene elastische Dehnung ist im allgemeinen weniger als halb so gross wie die in Luafrichtung hervorgerufene elastische Dehnung« Ausserdera zeichnen sich die Gewebe durch ein Fehlen einer gleichm& slgen Faserverbindung über das Gewebe hin aus, wie sie häufig bei Handtucherzeugnissen erwünscht wird, um letzteren eine gleichmassigere Festigkeit, elastische Dehnung und Weichheit zu verleihen.

Ferner erzeugt obiges Verfahren einen Bogen mit einem begrenzten Maß an Griffigkeit, genau so wie die anderen bereits diskutierten und elastomeres Bindematerial verwendenden Verfahren, Gute Griffigkeit ist bei einem Handtucherzeugnis von Wichtigkeit, weil die erwünschte Körper- und Handgriffigkeit in hohem Maße von der Bauschigkeit abhängig ist» Ein gebräuchliches Verfahren zur Erhöhung der Griffigkeit besteht darin, das Gewebe zwecks Erzeugung einer unrege!massigen Profiloberfläche zu verzerren« Durch Kreppen kann ein begrenztes Maß an Griffigkeit als Ergebnis von Gewebeverzerrung erzielt werden. Durch Prägen kann ein hohes Maß an Griffigkeit als Folge der Gewebeverzerrung erzielt werden.

Das Beibehalten der durch Verdrehung des Gewebes erzeugten Griffigkeit hängt in grossem Maße von einer bestimmten Steifheit in dem Bogen ab. So würde bei einem herkömmlichen, relativ steifen Papiergewebe das Beibehalten von Griffigkeit zu erwarten sein, die durch Prägen oder andere Bogenverbiegungstechniken hervorgerufen worden ist. Auf der anderen Seite würde bei einem weichen flexiblen Gewebe mit einem hohen elastischen Dehnungsmaß, wie es

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z.B. durch das Verfahren nach "lO8 638" gebildet werden kann, nicht notwendigerweise die Beibehaltung, eines hohen Maßes der von einer Bogenverdrehung herrührenden Griffigkeit erwartet v/erden. Es zeigt sich, dass ein erwünschtes Papierhandtucherzeugnis zwei Eigenschaften erfordert, die sich einander gegenseitig auszuschliessen scheinen, und zwar Weichheit.für Handgriffigkeit und Steifheit für Beibehaltung von Griffigkeit» Falls der Weichheitsgrad erhöht wird, scheint dies auf Kosten der Griffigkeit erfolgen zu müssen. Jedoch vermag entgegen den Erwartungen das bevorzugte Erzeugnis gemäss der Erfindung Griffigkeit und Festigkeit in einem weichen flexiblen Gewebe bei im wesentlichen elastischer Dehnung in allen Richtungen zu erhalten« .

Ein Ziel vorliegener Erfindung ist die Erzeugung eines griffigen, weichen Papiergewebes mit im wesentlichen Zähfestigkeit und elastischer Dehnung sowohl in Laufrichtung als auch quer zur Laufrichtung des Gewebes»

Gemäss der Erfindung wird ein weiche?, saugfähiges, kreppartiges Fasergewebe durch Abscheidung aus einem wasserhaltigen Brei gebildet, das wahllos angeordnete, sich berührende Ilolzzellstofffasern, die an den sich berührenden Stellen steLfe Gewebeverbindungen bilden, und ein elastomeres Bindematerial an im wesentlichen gleichförmig zwischen den Fasern über das Gewebe verteilten Berührungspunkten aufweist, wobei bei der Berührung mit den Fasern flexible Gewebeverbindungen gebildet werden. Das Gewebe

weist ein Flächengewicht von etwa 12 bis etwa 60 Pfund/2880 Fuß (0,4536 kg/2880 . 30,48² cm² ) und eine Anzahl im wesentlichen gleichmässig über es verteilte Flächen auf, an denen es teilweise gebrochen ist, wodurch das Gewebe im wesentlichen in allen Richtungen in seiner Ebene eine elastische Dehnung besitzt.

Das bevorzugte Erzeugnis gemäss der Erfindung wird auch zwecks Erzeugung gleichmässig verteilter Öffnungen, die sich in Laufrichtung des Gewebes ausdehnen, bearbeitet, was eine ungewöhnlich

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hohe elastische Dehnung quer zur Laufrichtung des Gewebes zur Folge hat. "Weiterhin wird das Erzeugnis gemäss der Erfindung auch zwecks Bildung einer Anzahl erhabener Flächen und Vertiefungen auf jeder Seite des Gewebes bearbeitet, wobei die Vertiefungen auf jeder Seite die erhabenen Flächen auf der anderen Seite des Gewebes bilden. Das ungleichmässlge Profil des Gewebes vergrössert stark die Griffigkeit des letzteren, und ausreichend steife Verbindungen werden an ausgewählten kritischen Stellen im Gewebeprofil zur Erhaltung der Griffigkeit unzerbrochen übriggelassen.

Die mechanische, teilweise das Gewebe brechende Bearbeitung wird in einer Weise durchgeführt, bei der viele Gewebeverbindungsstellen in dem bearbeiteten Teil zerbrochen werden, doch nicht so viele, dass der Bogen Insgesamt in diesem Bereich zerbricht. Durch teilweises Zerbrechen des Gewebes gemäss der Erfindung wird die elastische Dehnbarkeit des Gewebes stark erhöht, und obgleich hierdurch auchdie Festigkeit des Gewebes verringert wird, ist die Verringerung der Festigkeit überraschender Weise weitaus geringer als infolge des Anstiegs der elastischen Dehnung zu erwarten wäre. Es wird angenommen, dass die mechanische Bearbeitung des Gewebes gemäss der Erfindung in der beschriebenen 'weise zu einem grösseren Prozentsatz für ein Brechen der steifen Verbindungen als der flexiblen Verbindungen sorgt, was wahrscheinlich von der Unfähigkeit steifer Verbindungen herrührt, sich wesentlich falten und verbiegen zu können.

In ihrer weitesten Form stellt die Erfindung ebenso ein Verfahren zur Vergrösserung der Weichheit und Flexibilität eines elastomer verbundenen Gewebes durch Reduzierung der Anzahl von mit der Papierherstellung verbundenen steifen Verbindungsstellen dar. Jedoch iiii Gegensatz zu bekannten Verfahren, wie z.B. zu dem Vorfahren nach der "1O8 658", ermöglicht die Erfindung ein wahlweises Beibehalten steifer Verbindungen an Stellen, wo sie die flexiblen Verbindungen durch Entwicklung hoher Zugfestigkeit cieij Gewebe α ohne übermässige Beeinflussung der Weichheit, Flexibi-lltüt und elastischen Dehnung des Gewebes unterstützen können.

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Eine derartige wahlweise Beibehaltung ermöglicht die Erzeugung zähen, flexiblen Gewebes bei minimalem Zusatz eines teuren elastoineren Bindematerials zu dem Gewebe. Ferner ermöglicht die wahlweise Beibehaltung steifer Verbindungsstellen die Erzeugung eines weichen, flexiblen'Erzeugnisses, das die von einer Verdrehung des Bogens herrührende Griffigkeit zu erreichen vermag, weil die steifen Verbindungen an Stellen gehalten-werden, wo sie die Verdrehung des Gewebes aufrechterhalten·

Die Verminderung steifer Verbindungen kann steuerbar auf solche Stellen begrenzt, werden, die Elastizität in einer der gewünschten Richtungen ohne beträchtliche Verminderung der Gewebefestigkeit in anderen Richtungen erzeugen. Somit stellt die Erfindung ein geeignetes Verfahren zur beträchtlichen Erhöhung der elastischen Dehnung quer zur Laufrichtung des Gewebes, das durchweg elastomeres Bindematerial aufweist, dar.

Die Erfindung wird nun im Einzelnen an Hand der Zeichnung be« schrieben. In letzterer sind: . . ■

Fig. 1 ein Aufriß des Gewebes gemäss der Erfindung nach Laufen durch ein Paar Prägewalzen, ' .

Fig. 2 im Grundriß ein vergrösserter Schnitt entlang der Linie 2-2 der Figur 1,

Fig. 3 eine vergrösserte Ansicht im Grundriß der bevorzugten Ausführungsform des geprägten Gewebes gemäss der Erfindung, u

Fig. 4 eine Querschnittsansicht der bevorzugten Ausführungsform des geprägten Gewebes der Erfindung entlang der-Linie 4-4 der Figur 3 und

Fig. 5 eine Querschnittsansicht der bevorzugten Ausführungsform des geprägten Gewebes gemäss der Erfindung entlang der Linie 5-5 der Fig. 3 mit im Vergleich zu letzterer er- ■ neuter Vergrösserung.

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Das erfindungsgemässe Verfahren besteht aus zwei kennzeichnenden Verfahrensstufen, und zwar der Erzeugung eines Grundgewebes und der mechanischen Bearbeitung des letzteren.

Herstellung des Grundgewebes

Das Grundgewebe gemäss der Erfindung kann auf einer herkömmlichen Papierherstellungseinrichtung gebildet werden, wt> ein wasserhaltiger Brei aus Holzzellstoffasern auf einer löehernen Oberfläche, wie z.B. einem Langsieb abgeschieden wird. Nach einer derartigen Abscheidung wird das Wasser abgelassen, und die Fasern werden in engen Kontakt mit einander gebracht, um steife Wasserstoff-» verbindungen zwischen den Hydroxylgruppen benachbarter Fasern zu bilden, was die Erzeugung eines Bogenmaterials zur Folge hat, das seine Festigkeit der natürlichen Faser«Faserbindung verdankt. Die Bildung des Gewebes erfolgt derart, dass ein Flächengewicht des Trockengewebes innerhalb des Bereiches von 12 bisetwa 60 Pfund/2800 Fuß erzeugt wird. Innerhalb dieses Bereiches kann eit Gewebe, das besonders für ein Handtucherzeugnis geeignet ist, erzeugt werden. Elastomerer Klebstoff wird dem wasserhaltigen Brei an dem Mahlholländer, der Vorratsbütte, der Gebläsepumpe, der Papiermasohinenbütte oder an irgendeinem geeigneten Punkt vor der Gewebebildungsstufe zugefügt, so dass der. elastomere Klebstoff im wesentlichen gleichmässig in dem Gewebe verteilt ist.

Die elastomeren Klebstoffmaterialien, die bei der vorliegenden Erfindung verwendet werden können, basieren auf irgendeinem Material, das mindestens 75 % Bruchdehnung aufzuweisen vermag. Derartige Materialien sollten einen anfänglichen Ε-Modul beim Dehnen

aufweisen, der ge^nger als 25,000 Pfund pro inch² (25,000 . 7,031

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• 10" kp/om ) ist. Typische Materialien können von Art des Butadien-acrylnitrils oder anderer Latexart oder Dispersionen davon mit elastomeren Eigenschaften sein, wie z.B. Akryl.Akrylmischpolymerisate, Vinylchloridakryl, Akrylvinyl*aetat, Butadien- -Styrol oder Sthylenvinylazetat. Elastomere Eigenschaften können durch Hinzufügen geeigneter Weichmacher zu den Polymeren erhalten

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werden, wie z.B. Polyvinylalkohol oder Karboxyl-Methyl-Zellulose. Diese elastomeren Klebstoffe können entweder allein oder in Kombination mitanderen Harzen wie solchen verwendet werden, die gemeinhin zur Verbesserung der Naßfestigkeit von Holzzellstoffgeweben Anwendung finden, z„B. Harnstoff-Formaldehyd und Melaminharze. Andere Naßfestigkeitsharze, die verwendet.werden können, sind von neutraler Entwässerungsart, wie z.B. Kymene 557, erhältlich von Hercules, Inc., Wilmington, Deleware, sowie Parez 63 ONC, erhältlich von American Cyanamid, Wayne, New Jersey.

Im Handel erhältliche elastomere Klebstoffe, die sich als besonders brauchbar erwiesen haben, umfassen Rhoplex K3, eine nicht ionenaktive selbsttätig vernetzende Akrylemulsion, erhältlich von Rohm und Haas Company, Philadelphia, Pennsylvania; Rhoplex P 339* eine anionenaktive, selbsttätig vernetzende Akrylemulsion, ebenfalls erhältlieh von Rohm und Haas - Company; Goodrite 2570 χ 15* ein anionenaktives karboxy!artiges Styrol-Butadienmischpolymerisat, erhältlich von B.F. Goodrich Chemical Company, Cleveland, Ohio; Hycar 26ΟΟ - X 92, eine Akrylemulsion, erhältlich von B.F. Goodrich Chemical; Company; und Tylac RB III8, ein anionenaktives karboxy lartiges-'S tyrol-B^tadienraischpolymerisat, das ungefähr 50 % Styrol enthält, von Standard Brands Chemical Corporation, Dover, Delaware. Auch folgende anionenaktive, selbsttätig vernetzende Emulsionen, erhältlich von Rohm und Haas Company, haben sich als besonders brauchbar erwiesen, Rhoplex E 63I* Rhoplex E 610 und Rhoplex TR 4O7. Andere verwendbare, im Handel erhältliche Harze schliessen Piolite 610 ein, ein Styrol-Butadienlatex von B.F. Goodrich Chemical Company, und Rhoplex E 32, eine nicht ionenaktive, selbsttätig vernetzende Akrylemulsion von Rohm und Haas Company. Ein zusätzlicher Harz, der sich zur Durchführung der Erfindung als nützlich erwiesen hat, besieht aus einer kationenaktiven, dispergieren Akrylemulsion mit etwa 68 Teilen Äthylakrylat und etwa 32 Teilen Styrol.

Der elastomere Klebstoff kann dem wasserhaltigen Brei mittels bekannter Verfahren zugegeben werden, wie z.B. mittels der in der US-PS 3 622 447 beschriebenen Verfahren. Die Menge des dem

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wasserhaltigen Brei zugefügten elastomeren Klebstoffs kann in einem weiten Bereich in Abhängigkeit von den gewünschten Eigenschaften des Enderzeugnisses, der auf den Pasern festzuhaltenen erwünschten Materialmenge und anderer mit dem Bogenformvorgang verbundener Variablen verändert werden. Vorzugsweise wird dem Brei eine Menge elastomeren Klebstoffs zugefügt, die sich auf etwa 3 % bis etwa 25 % Trockengewicht des Gewebes beläuft. Besonders ist es aus ökonomischen sowie aus Gründen der Leistungsfähigkeit erwünscht, dass sich der Gehalt des elastomeren Klebstoffs in dem Gewebe von etwa 7 % bis etwa 15 % des Trockengewichts des Gewebes beläuft.

Wenn der ausgewählte elastomere Klebstoff nicht kationenaktiv ist, kann die Zufügung einer Abscheidungshilfe zu dem wasserhaltigen Brei wünschenswert sein, um ein Haften des Klebstoffs auf den anionenaktiven Holzzellstoffasern zu bewirken. Abscheidungshilfen, die sich zur Durchführung der Erfindung als nützlich erwiesen haben, schliessen Verbindungen ein, die zum Abscheiden eines wasserunlöslichen Polymers auf zelluloseplastischen Pasern bekannt sind. Diese Verbindungen umfassen Vinylimidazolinpolymere, wie sie in der US-PS J5 527 7^-9 und in der GB-PS 1 052 112 beschrieben sind, sowie polyquaternäre Ammoniumverbindungen, wie sie in der US-PS 2 765 229 beschrieben sind. Im Handel erhältliche Verbindungen, die sich als besonders brauchbar herausgestellt haben, schliessen ein Lufax 295, einen kationenaktiven Mehrfachelektrolyten, erhältlich von Rohm und Haas Company, Philadelphia, Pennsylvania; Resin S 2V3, ein kationenaktives Lösungspolymerisat, auch bei Rohm und Haas erhältlich; und Velvetol 2000, ein kationenaktives, hohes Molekulargewicht aufweisendes, quaternäres Imidazolin, erhältlich von Quaker Chemical Corporation, Conshohocken, Pennsylvania, Velvetol 2000 kann sowohl als Kuppler als auch als Entbinder wirken.

Die Menge der verwendeten Abscheidungshilfe kann über einen weiten Bereich in Abhängigkeit von der Art des verwendeten Mahlguts, der Menge des abzuscheidenden elastomeren Klebstoffs und anderen mit dem Gewebeformarbeitsgang verbundenen Variablen verändert werden.

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Insbesondere wird es bevorzugt, eine Menge zu verwenden, die gleich etwa 0,1 % bis etwa 3,0 % des Ofentrockengewichts der verwendeten Pasern ist.

Das Grundgewebe des bevorzugten Erzeugnisses gemäss der Erfindung kann ferner durch Zufügen chemischer Entbinder zu dem wasserhaltigen Brei zwecks Verminderung der Ausbildung einiger Verbindungen zwischen den Holzzellstoffasern und für eine Vergrösserung der Gesamtweichheit des Gewebes bearbeitet werden,, Die Entbinder, die zur Durchführung der Erfindung verwendet werden können, schliessen anionisch und kationisch oberflächenaktive Agensien ein. Besonders, bevorzugt sind kationenaktive, quaternäre Ammoniumverbindungen, die Imidazoliumverbindungen, wie z„B. Velvetol 200 und Velvetol CHR, hohes Molekulargewicht aufweisende, quarternäre Imidazoline, wie sie von Quakjtfer Chemical Corporation, Conshohocken, Pennsylvania, erhältlich sind, einschliessen. An- . dere bevorzugte kationenaktive, quaternäre Ammoniumverbindungen sind Alky!ammoniumsalze wie z.B. dihydriertes Talg-dimethylammoniumchlorid, erhältlich von General Mills, Inc., Chemical Division, Kankakee, Illinois als Aliquate H 226; Dialkylamid-diäthylammoniumsulfat, erhältlich von Reichold Chemicals, Inc., Conshohocken, Pennsylvania als Rycofax 618; und Ryeofax 637» eine amphotere, quaternäre Ammoniumverbindung, erhältlich ebenfalls von Reichold Chemicals, Ine.. -

Anionisch oberflächenaktive Agensien, wie sie auch bevorzugt als Entbinder zur Durchführung der Erfindung verwendet werden,, umfassen Verbindungen wie Natriumtetradecylsulfat, erhältlich als Tergitol Anionic 4 von Union Carbide Corporation, New York, New York, sowie Natriumsalz des sulfatisierten Nonyl-phenoxypolyäthylen-oxy-äthanol, erhältlich als Alipal AB 436 von General Aniline and Film Corporation, New York, New York.

Die Menge des verwendeten Entbinders kann über einen weiten Bereich in Abhängigkeit von dem verwendeten Mahlgut, den erwünschten Eigenschaften des Enderzeugnisses und anderen mit dem Gewebebildungsarbeitsgang verbundenen Variablen variiert werden. Beson-

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ders wird es bevorzugt, eine Menge an Entbinder zu verwenden, die gleich etwa 0,5 % bis etwa 2,0 % des Ofentrockengewichts der verwendeten Fasern ist.

Nachdem das Grundgewebe auf der löchernden Oberfläche der Papierherstellungsmaschine gebildet worden ist, wird es entwässert, gekreppt und in herkömmlicher Weise getrocknete Es hat sich erwiesen, dass zur Erzeugung eines Grundgewebes, das eine ausreichende Elastizität für ein befriedigendes Durchlaufen der mechanischen Bearbeitungsstufe aufweist, ein Kreppen des Gewebes in einer Art erwünscht ist, die eine elastische Dehnung in Laufrichtung des Gewebes von annähernd 18 fo bis 28 % mit sich bringt. Ausserdem wird bevorzugt, dass das Gewebe vor seiner mechanischen Bearbeitung einen Trockenheitsgrad von mindestens 90 % aufweist.

Mechanische Bearbeitung des Grundgewebes

Nach Bildung des Grundgewebes, Kreppen und Trocknen wird es mechanisch bearbeitet, um es an ausgewählten Stellen zwecks Erzeugung eines Erzeugnisses mit erwünschten Eigenschaften an Weichheit und Flexibilität zusammen mit Zähfestigkeit und Griffigkeit teilweise zu brechen. Die mechanische Bearbeitung kann mittels einer am Ende der Papierherstellungsmaschine angebrachten Vorrichtung durchgeführt werden, wodurch das vollständige Erzeugnis in einem fortlaufenden Arbeitsgang erzeugt wird, oder das Grundgewebe kann von Walzen der Papiermaschine aufgenommen und in eine gesonderte Lage zur mechanischen Bearbeitung in einem getrennten Arbeitsgang überführt werden.

Mit der Bezeichnung "teilweiser Bruch" in der Beschreibung und den Ansprüchen ist eine mechanische Bearbeitung des Gewebes an einigen Stellen mindestens in einem Brechungsgrad einiger^erbindungen gemeint, die die Fasern untereinander halten, **» sie kann die Bearbeitung des Bogens in dem Ausmass umfassen, dass das Gewebe in Teilen der bearbeiteten Stellen vollständig bis zu dem Punkt gezerrt wird, an dem sich Öffnungen im Gewebe bilden.

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Das teilweise Brechen der Papiergewebe hat zur Folge, dass letztere an den genannten Stellen weicher, flexibler und dehnbarer sind. Das Gewebe ist auch schwächer,- aber durch das Auswählen geeigneter Stellen kann die Schwächung stärker vermindert v/erden. Während ein teilweises Brechen eines herkömmlichen Papiergewebes, das keinen elastomeren Klebstoff aufweist, die erwünschten Hgenschaften bis zu einem bestimmten Grad erzeugen wird, führt die Durchführung des gleichen Schrittes bei dem Grundgewebe gemäss der Erfindung zu einer für den Fachmann in überraschender Weise, ungewöhnlich hohen Erzeugung der gewünschten Eigenschaften.

Die Art der mechanischen Bearbeitung, die das Gewebe teilweise brechen wird, besteht darin, dass die ausgewählten Flächen des Gewebes bis zu einem Punkt zugbeansprucht werden, an dem nur einige der Faserverbindungen zusammenbrechen. Prägen ist ein Beispiel dieser mechanischen Bearbeitung, bei der das Gewebe teilweise gebrochen wird. Kreppen ist ein anderes Beispiel, Kreppen gewährt jedoch nicht den Grad der Steuerung des teilweisen Brechens nur an den ausgewählten Flächen, wie es für das bevorzugte Erzeugnis gemäss der Erfindung erforderlich ist. Prägen gewährleistet dies. Als eine besondere Form des.Prägens, die ein sehr gutes Skiern des tei!weisen Brechens an ausgewählten Flächen gewährleistet, hat sich diejenige erwiesen, die zur Erzeugung des bevorzugten Erzeugnisses gemäss der Erfindung verwendet wird. Diese Form des Prägens ermöglicht auch ein Bearbeiten des Bogens zur Erzeugung von gleichmässig über das Gewebe verteilten Öffnungen.

Figur 1 illustriert den bevorzugten Prägevorgang. Das Grundgewebe gemäss der Erfindung läuft durch ein paar ineinandergreifender zylindrischer Prägewalzen 11 und 12 (teilweise gezeigt) zur Erzeugung des geprägten Gewebes 13 gemäss der LCrfindane. Die Prägewalzen 11 und 12 besitzen Ziehbolzen 14 und 15, die zum Verziehen des Gewebes in der gewünschten Art miteinander kämmen.

Figur 2 ist eine vergrösserte Schnittansicht entlang der Linie 2-2 und illustriert die kämmende Anordnung der oberen Ziehbo.lsen

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14 (querschraffiert gezeigt) mit den unteren Ziehbolzen 15 (gestrichelt dargestellt). Die durch die Ziehbolzen in dem Grundgewebe hervorgerufenen Verzerrungen sind in den Figuren 3, 4 und 5 dargestellt, wo die unteren Ziehbolzen 15 erhabene Flächen Io und die oberen Ziehbolzen 16 Vertiefungen hervorgerufen haben. Wenn das geprägte Gewebe 13 von der anderen Seite betrachtet wird, werden natürlich die erhabenen Flächen 16 zu Vertiefungen und umgekehrt* Die erhabenen Flächen 16 und die Vertiefungen sind durch Zwischenteile 18 verbunden, die die stärkste mechanische Bearbeitung erfahren haben, die teilweise das Gewebe bricht.

An Stellen 19.» wo die oberen Ziehbolzen 14 sehr dicht an den unteren Ziehbolzen 15 vorbeilaufen, überschreitet die Bearbeitung die Festigkeit des Gewebes und erzeugt in letzterem Öffnungen. Die Länge dieser Öffnungen 20 kann durch Variierung der Überlappung 21 der oberen Ziehbolzen 14 und der unteren Ziehbolzen 15 verändert werden. Indem bewirkt wird, dass diese Öffnungen 20 in Laufrichtung des Gewebes gedehnt werden, kann die elastische Dehnung quer zur Laufrichtung des Gewebes wesentlich stärker gesteigert werden, als durch teilweises Brechen des Gewebes allein. Weiterhin können die Flexibilität und Weichheit des Gewebes durch diese Öffnungen 20 beträchtlich gesteigert werden. Jedochverringert, wie bereits zuvor aufgezeigt worden ist, das die elastische Dehnung und Flexibilität steigernde Verfahren die Festigkeit. Daher werden bei dem bevorzugten Erzeugnis gemäss der Erfindung in wohl regulierten Anteilen Öffnungen sowie teilweise gebrochene Bereiche vorgesehen.

Die Grosse und der Abstand der Ziehbolzen und ebenso die Tiefe, bis auf welche die Ziehbolzen das Gewebe prägen, können über einen vielten Bereich zwecks Erzielung brauchbarer Erzeugnisse variiert werden. Besonders erwünschte Papiere^zeugnisse für Handtücher können erzeugt werden, wenn die Ziehbolzen im Bereich von etwa 0,050 . 25,4 mm bis etwa 0,1 . 25,4 mm lang, etwa 0,024 * 25,4 mm

2 ? bis etwa 0,04 * 25,4 mm breit und auf etwa 70 ' 25,4 mm~ bis

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etwa 300 * 25,4 mm_ konzentriert sind. Natürlich bestimmt die

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gewählte Grosse der Ziehbolzen im grossen Maße den Zwischenraum und damit die Konzentration der Ziehbolzen.

Es hat sich gezeigt, dass die am meisten erwünschten Handtucherzeugnisse durch Einstellen des Zwischenraums zwischen den Prägewalzen 11 und 12 derart erzeugt werden, dass die oberen Ziehbolzen l4 dafür sorgen, dass unterhalb der unteren Ziehbolzen 15 ein Abstand im Bereich von 0,02 · 25,4 mm bis 0,06 · 25,4 mm durchgeht. Da jeder Ziehbolzen in einer, der Prägewalzen zwei Öffnungen in dem von ihm geprägten Gewebe erzeugen wird, wird ein in dem oben aufgezeigten Bereich von Ziehbolzen geprägtes Gewebe annä-

2 2 2 heimd l40 bis 6 00 Öffnungen pro 25,4 mm (inch ) des Gewebes erzeugen. Innerhalb des Bereiches für den Zwischenraum zwischen den Prägewalzen werden die Öffnungen von etwa 0,01 * 25,4 mm bis etwa 0,1 * 25,4 mm lang sein- . . '~

Wie oben bereits aufgezeigt wurde, wächst bei teilweisen Brechen des Grundgewebes gemäss der Erfindung die elastische Dehnung des Gewebes beträchtlich mehr an, als von dem Ausmaß der Verringerung der Zugfestigkeit erwartet werden würde. Z.B. weist ein herkömmliches Papiergewebe, das keinen elastomeren Klebstoff aufweist (Beispiel 1 nachfolgend) , für den Fall, dass es dem bevorzugten Prägevorgang gemäss der Erfindung unterworfen wird (das sich in diesem Fall ergebende Gewebe ist im Beispiel 2 unten dargelegt) bei Messung quer zur Laufrichtung des·Gewebes eine Festigkeitsverminderung von 72,9 % und eine Vergrösserung der elastischen Dehnung von 3,8 % bis 14,4 % auf. Im Gegensatz dazu, weist das Grundgewebe gemäss der Erfindung (Beispiel 3 unten) für den Fall, ■ dass es dem bevorzugten Prägevorgang gemäss derErfindung unterzogen wird (das sich in diesem Fall ergebende Gewebe ist im Beispiel 4 dargelegt) bei Messung quer zur Laufrichtung des Gewebes eine Verringerung der Festigkeit von 68,8 % und ein Ansteigen der elastischen Dehnung von 5*2 % auf 19,7 % auf.

Zur Verdeutlichung der Erfindung werden nachfolgende Beispiele aufgeführt. Die physikalischen angeführten Eigenschaften wurden unter Anwendung folgender Prüfverfahren ermittelt.

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Das Flächengewicht der Bogen wurde durch Wiegen von acht Bogen, die 2,5*25,4 mm χ 2,5*25,4 mm bemessen wurden, und durch Umrechnen des Ergebnisses auf Pfund/Riespapier (2880 Fuß ) bestimmt.

Der Raumbedarf wurde durch Messen der Dicke von 24 aufgeschich-

2 2 teten Bogen unter einem Beschwerungsdruck von 235 g/25j4 mm

(235 g /inch² ) in einem Federal Bulker Model 57B-lA-7²27 ermittelt.

Zugfestigkeit, elastische Dehnung und Energieaufnahme wurden mit einem genormten Instron-Zugfestigkeitsprüfgerät bei Verwendung 25,4 mm breiter Prüfstreifen, einer Spannweite von 2*25,4 mm und einer Dehnungsgeschwindigkeit von 2*25,4 mm pro min. ermittelt. Die Versuche wurden in Übereinstimmung mit TAPPI-Standard, T220 m-60 und TAPPI Test, T494 su-64 durchgeführt. Alle Naßdehnungen stammten von nicht entwässerten Proben und wurden innerhalb einer Benetzungszeit von einer Minute gemessen.

Längenüberhangprüfungen (d.h. eine Steifheitsmessung, wobei höhere Zahlen steifere Proben anzeigen) wurden durch Unterwerfen der Proben einer Prüffolge nach TAPPI Standard Tests, T451 m-60 auf einem Clark Softness Tester bei einer Winkelbewegung von 100 Grad vorgenommen.

Falzwerte und Stauchungswerte wurden an einer für ein Anzeigen der Weichheit eines Bogens bestimmten Vorrichtung durch Messen der zum Falten des Bogens erforderlichen Kraft (Falzwert) und der zum Stauchen des gefalteten Bogens erforderlichen Kraft (Stauchungswert) ermittelt. Eine Verringerung dieser Werte zeigt einen weicheren Bogen an. Die zur Erzielung dieser Messungen verwendete Vorrichtung weist einen Innensata kreisförmiger Preßplatten und einen Außensatz ringförmiger Preßplatten auf. Die Preßplatten sind so angeordnet, dass sich ein oberes und ein unteres Element bei jedem Satz ergibt. Die obere kreisförmige Preßplatte hat einen Durchmesser von 1,09*25,4 mm und eine abgerundete Kante, die einen Radius von 0,062*25,4 mm aufweist. Die

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untere kreisförmige Preßplatte hat einen Durehmesser von 1,45 · 25,4 mm und ist direkt unter der oberen kreisförmigen Preßplatte angeordnet. Die obere ringförmige Preßplatte hat einen Innendurchmesser von 2,125*25,4 mm und eine., abgerundete· Innenkante, die auch einen Radius von 0,062*25,4 mm aufweist. Die untere ringförmige Preßplatte ist von gleicher Grosse und direkt unter der oberen ringförmigen Preßplatte angeordnet. Die abgerundeten Kanten der beiden Preßplattensätze sind durch eine Entfernung von 0,382·25,4 mm von einander getrennt. Das obere GIied jedes Satzes der Preßplatten ist an einer Einrichtung zum Zusammenklemmen des Satzes der Preßplatten befestigt, und die Oberflächen aller Preßplatten sind hoch poliert.

Unter dem Raum zwischen den beiden Sätzen der Preßplatten ist ein Umfangsring vorgesehen, der an einer Einrichtung zum Bewegen des Ringes durch den Zwischenraum befestigt ist. Der Ring hat einen Innendurchmesser von 1,5*25,4 mm sowie einen Aussendurchmesser von 1,75*25*4 mm, und der abgerundete Teil weist einen Radius von 0,062*25,4 mm auf« Oberhalb des Zwischenraumes ist eine andere ringförmige Preßplatte mit einem Innendurchmesser von 1,16*25,4 mm und einem Aussendruchmesser von 2,062*25,4 mm vorgesehen. Diese Preßplatte ist auch hoch poliert und an einer Einrichtung .zum Bewegen der Preßpläte zum Zwischenraum hin befestigt. L

Im Betrieb ist der zu prüfende Bogen zwischen den oberen und unteren Elementen der beiden Preßplattensätze angeordnet. Der innere kreisförmige Preßplattensatz ist festgeklemmt, um den Bogen in Stellung zu halten und der Abstand zwischen den oberen und unteren Elementen des äusseren ringförmigen Satzes ist auf 0,065*25,4 mm eingestellt.-Die Strecke über die der Umfangsring sich bewegen wird, ist auf 0,25*25,4 mm eingestellt, und auf diesem Ring wird eine Kraft aufgebrächt, die eine Aufwärtsbewegung des Ringes über die Strecke verursacht, wobei der Bogen gefaltet wird. Die maximale auf den Ring ausgeübte Kraft während des BäLtungsVorganges wird in Gramm aufgezeichnet und als FaIs-

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wert des Bogens angesehen.

Nachdem der Bogen gefaltet worden ist, wird der äussere ringförmige Satz ö.ev Preßplatten festgeklemmt, um den Bogen in seinem gefalteten Zustand zu halten. Der gefaltete Bogen wird durch gleichzeitiges Bewegen des Umfangringes nach unten weg von dem Bogen und durch Bewegen der ringförmigen Preßplatte nach unten auf cen Bogen über eine Strecke von 0,05*25,4 mm gestaucht, Die maximale auf die Preßplatte bei ihrer Bewegung über die Strecke hin wirkende Kraft wird in Gramm gemessen und stellt den Stauchwert des Bogens dar.

Nachfolgende Beispiele dienen zur Illustration der Erfindung, divi allein durch die anliegenden Patentansprüche begrenzt wird.

Beispiel 1

Das Gewebe des Beispiels 1 ist ein herkömmliches Papiergewebe, das keinen elastomeren Klebstoff aufweist und nur zu Vergleichszwecken beschrieben wird. Das Gewebe wurde aus einem Fasermahlgut gebildet, das aus Wasser und folgendem herkömmlichen Papierbreiarten besteht:

30 % gebleichtem Kraftzellstoff aus nordischer Fichte, 40 % gebleichtem Papierfaserstoff aus südlichem Laubholz, 30 % gebleichtem Sulfitzellstoff aus westlichem Nadelholz.

Folgende Chemikalien wurden dem Papierherstellungsmahlgut in Gewichtsprozenten der Pulpe zugeführt:

1,2 % Melamin-formaldehyd zur Vergrösserung der Naßfestigkeit des Gewebes und

0,5 % Velvetol 2000, ein kationenaktives, hohes Molekulargewicht aufweisendes, quaternäres Imidazolin zwecks Verminderung der zwischenfaserigen Bindungsfähigkeit.

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- 20 - ■ S'l479

23 U 684

Das Gewebe wurde auf einer herkömmlichen Langsiebpapiermaschine gebildet und von einem Yankee-Trockner bei 70 % bis 80 fo Trockenheit zur Erzielung von annähernd 2Ö % Krepp gekreppt. Das Gewebe wurde dann weiter auf einer herkömmlichen Trockeneinrichtung bis zu einem Grad von mehr als 90 % getrocknet. Das Gewebe wies die folgenden Eigenschaften auf:

Flächengewicht 33,1 Pfund/2880 Fuß²

Raumbedarf Ο,24θ·25,4 mm (θ,24θ inch) pro 24 Bogen

Zugfestigkeit (MD) 59,2'28,3²I-953 g pro·. 25,4 mm

(59,2 Unzen pro inch.)

elastische Dehnung (MD) 19,6 %

Zugfestigkeit (CD) 41,3*28,34953 g pro 25,4 mm

(4l,3 Unzen pro inch.)

elastische Dehnung (CD) 3,8 %

Naßzugfestigkeit (MD) l8,3"28,34953 g pro 25,4 mm

(l8,3 Unzen pro inch»)

Naßzugfestigkeit (CD) 13,2-28,34953 g pro 25,4 mm

(13,2 Unzen pro inch.)

Falz 562,8

Stauchung l80

Beispiel 2

Das Gewebe in Beispiel 2 wurde infolge Durchlaufens des Gewebes nach Beispiel 1 zwischen den in Figur 1 dargestellten Prägewalzen erzeugt. Die Grosse der bei den Prägewalzen verwendeten Ziehbolzen beträgt 0,078*25,4 mm (0,078 inch) in der Länge und 0,030-25,4 mm (0,030 inch) in der Breite und ist auf 98*25,4² rani⁴² (98 inch²) konzentriert. Die Ziehbolzen beider Prägewalzen sind identisch. Der Abstand zwischen den Prägewalzen war für die Bildung eines Erzeugnisses mit erwünschter Zugfestigkeit quer zur Laufrichtung des Gewebes von annähernd 11 bis 14*28,34953 S P^ro 25,4 mm (11 bis 14 Unzen pro inch) eingestellt. Der fürdiese Festigkeltsverininderung erforderliche Zwischenraum entspricht dem Zwischenraum, der erforderlich ist, um ein Durchlaufen der oberen-Ziehbolzen unterhalb der unteren Ziehbolzen in einer "Entfernung "innerhalb

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des Bereiches von 0,030*25,4 mm bis 0,4-3*25,4 mm zu bewirken.

Das Gewebe nach Beispiel 2, das ebenfalls nur zu Vergleichsgründeη beschrieben wird, weist folgende Eigenschaften auf:

Flächengewicht 32,2 Pfund/2880 Fuß²

Raumbedarf 0,431*25,4 mm pro 24 Bogen

Zugfestigkeit (MD) 31,6*28,34953 g pro 25,4 mm

elastische Dehnung (MD) 12,9 f₀

Zugfestigkeit (CD) 11,2*28,34953 g pro 25,4 mm

elastische Dehnung ( 14,4 %

Naßzugfestigkeit (MD) 9,6*28,34953 g pro 25,4 mm

Na:£ Zugfestigkeit (CD) 3,50*28,34953 g pro 25,4 mm

Falz 246

Stauchung 101

Beispiel 3

Das Gewebe wurde aus einem Fasermahlgut gebildet, das aus Wasser und folgenden herkömmlichen Papierbreiarten besteht:

30 % gebleichtem Kraftzellstoff aus nordischer Fichte, 4o ^c/o gebleichtem Papierfaserstoff aus südlichem Laubholz, 30 % gebleichtem Sulfitzellstoff aus westlichem Nadelholz.

1,5 % Melamin-formaldehyd zur Vergrösserung der Naßfestigkeit des Gewebes,

0,5 % Velvetol 2000, ein kationenaktives, hohes Molekulargewicht aufweisendes, quaternäres Imidazolin zwecks Verminderung der zwischenfaserigen Bindungsfähigkeit, und 10 % Hycar 2600-X 92, eine Akry!emulsion, erhältlich von B.F. Goodrich Chemical Company (9,5 % Gehalt im Gewebe).

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- 22 - S 1479

231468A

Die Akrylemulsion wurde dem Mahlgut in diskreten Partikeln in Übereinstimmung mit dem in der US-PS 3 622 447 beschriebenen Verfahren und mit der in der US-PS 3 529 936 beschriebenen Vorrichtung zugegeben. Das Gewebe wurde auf der gleichen herkömm-" liehen Langsiebpapiermaschine wie ,im Beispiel 1 gebildet und von einem Yankee-Trockner bei 70 %. bis 80 % Trockenheit und- 20 % Krepp gekreppt. Das Gewebe wurde dann weiter auf einer herkömmlichen Trockeneinrichtung bis zu einem Grad von mehr als 90 % getrocknet.

Das Gewebe wies folgende Eigenschaften auf:

Flächengewicht 33,0 Pfund/2880 Fuß²

Raumbedarf 0,21 J*25,4 mm pro 24 Bogen

Zugfestigkeit (MD) 57*6*28,34953 S P^ro ²5A ™n

elastische Dehnung (MD) 19,7 %

Zugfestigkeit (MD) 40,4*28,34953 S pro 25,4 mm

elastische Dehnung (CD) 5,2 %

Naßzugfestigkeit (MD) 23,4*28,3^953 g pro 25,4 mm

Naßzugfestigkeit (CD) 15,6'28,3^953 S Pro 25,4 mm

Falz . 38I

Stauchung 113

Beispiel 4

Das Gewebe im Beispiel 4 wurde infolge Durchlaufens des Gewebes nach Beispiel 3 zwischen den Prägewalzen wie im Beispiel 2 erzeugt,

Das Gewebe wies folgende Eigenschaften auft

Flächengewicht 36,3 Pfund/2880 Fuß

Raumbedarf 0,466'25,4 ram pro 24 Bogen

Zugfestigkeit (MD) 35^^*28,34953 S Pro 25,4 mm

elastische Dehnung (MD) 16,9 %

Zugfestigkeit (CD) 12,6'28,34953 S pro 25,4 mm elastische Dehnung 19*7 '% . "

NaiizugfsGtigkeit (MD) Na3zugfestigl:eit (CD) FaIz
utauchung

- 23 - 3 1479

11,8*28,54953 S Pro 25,4 mm 4,8*28,34953 S pro 25,4 nur, 163

BeiöDi'Sl

Das Gewebe wuruo aus einem Fasermahlgut gebildet, das au.:, Wasser und folgenden herkömmlichen Papierbreiarten bestellt:

30 /·' gebleicht em Kraftzellstoff aus nordischer Fichte, 40 % gebleichtem Papierfaserstoff aus südlichem Laubholz, 30 % gebleichtem ilulfitzcllstoff aus westlichem Nadelholz.

1,5 % Melamin-formaldehyd zur Vergrösserung der NaJSfestigkeit des Gewebes,

0,7 'ß> Velvetol 2000, ein kationenaktives, hohes Molekulargewicht aufweisendes, quaternäres Imidazolin zwecks Verminderung der zwischenfaserigen Bindungsfähigkeit und

5,5 ^rß> Hycar 2600-X 92, eine Akrylemulsion, erhältlich von B.F. Goodrich Chemical Company (5,0 % Gehalt des Gewebes),

Die Akrylemulsion wurde dem Mahlgut in diskreten Partikeln in Übereinstimmung mit dem Inder UG-PS 3 622 447 beschriebenen Verfahren und mit der in der US-Pü 3 529 936 beschriebenen Vorrichtung zugegeben. Da.; Gewebe wurde auf einer herkömmlichen Langsiebpapiermanchine gebildet und von der Oberfläche eines Yankee-Trockners bei 70 % bis 80 ^lp Trockenheit zur Erzielung von annähernd 20 % P'rei.p gekreppt. Das Gewebe wurde dann welter bis zu einem Grad von mehr als 00 Jo durch Führen über einen Transpirationrtrookner, w Lo er. in der US-PiJ'3 4;52 936 beschrieben ist, getrocknet. Das G'jv. ο be wi.o;. fo3i-;en(je Eigenscharen auf:

309840/0

- 24 - S 1479

Flächengewicht 39,5 Pfund/2880 Fuß

Raumbedarf 0,227*25,4 mm pro 24 Bogen

Zugfestigkeit (MD) .57,1"28,34953 S P^{ro 2}5^ ¹^

elastische Dehnung (MD) 18,5 % -

Zugfestigkeit (CD) 42,1*28,34953 g pro 25,4 mm

elastische Dehnung (CD) 5,2 %

NaßZugfestigkeit (MD) 28,9*28,34953 g pro 25,4 mm

Naßzugfestigkeit (CD) 16,4*28,34953 g pro 25,4 mm

Falz 476 -.

Stauchung 9.1

Beispiel 6

Das Gewebe nach Beispiel 6 wurde infolge Durchlaufens des Gewebes nach Beispiel 5 zwischen den Prägewalzen, die denen im Zusammenhang mit Beispiel 2 beschriebenen entsprechen, erzeugt.

Das Gewebe wies folgende Eigenschaften auf:

Flächengewicht 39,9 Pfund/2880 Fuß²

Raumbedarf 509·25,4 mm pro 24 Bogen

Zugfestigkeit (MD) 33,0*28,34953 g P^o 25,4 mm

elastische Dehnung (MD) 14,5 %

Zugfestigkeit (CD) 13,0*28,34953 S P^ö 25,4 mm

elastische Dehnung (CD) 18,5 %

Naßzugfestigkeifc (MD) 15,8*28,34953 g P^o 25,4 mm

Naßfestigkeit (CD) 5,8*28,34953 g Pro 25,4 mm

Falz ' ■ . . 246

Stauchung 118

Energieaufnahme (MD) 3,2,14*28,34953 g *25,4 mm/25,4²

mm ο

(3,214 oz-in/in)

Energieaufnahme (CD) " 1,833*28,34953 g '25,4 mm/25,4² ₂

Längenüberhang (MD) 8,0 cm Längenüberhang (CD) 6,7 cm

30984 0/0 973

- 25 - ' S 1479

Beispiel 7

1,0 % Melamin-formaldehyd zur Vergrösserung der Naßfestigkeit des Gewebes,

1,0 % Velvetol 2000, ein kationenaktives, hohes Molekulargewicht aufweisendes, quaternäres Imidazolin zwecks Verminderung der zwischenfaserigen Bindungsfähigkeit, und

8,0 % Hycar 2600 -X 92, eine Akrylemulsion, erhältlich von B.F. Goodrich Chemical Company (7,25 % Gehalt im Gewebe).

Die Akrylemulsion wurde dem Mahlgut in diskreten Partikeln in Übereinstimmung mit dem in der US-PS 3 622 447 beschriebenen Verfahren und mit der in der US-PS 3 529 936 beschriebenen Vorrichtung zugegeben. Das Gewebe wurde auf einer herkömmlichen Langsiebpaplermaschine gebildet und von der Oberfläche eines Yankee-Trockners bei 70 % bis' 80 % Trockenheit zur Erzielung von annähernd 14,5 % Krepp gekreppt. Das Gewebe wurde dann weiter bis zu einem Grad von mehr als 90 % durch Führen über einen Transpirationstrockner, wie er in der US-PS 3 432 936 beschrieben ist, getrocknet. Das Gewebe wies folgende Eigenschaften auf:

Flächengewicht 39,4 Pfund/2880 Fuß

Raumbedarf 0,208'25,4 mm pro 24 Bogen

Zugfestigkeit (MD) 79,1*28,34953 S pro 25,4 mm

elastische Dehnung (MD) 18,9 %

Zugfestigkeit (CD) 41,0*28,34953 g pro 25,4 mm

elastische Dehnung (CD) 4,3 %

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Naßzugfestigkeit (MD) 29,7·28,34953 S pro 25,4 nun

Naßzugfestigkeit,(CD) 15,5»28,34953 g Pro 25,4 mm

Falz 384

Stauchung I67

Beispiel 8

Das Gewebe nach Beispiel 8 wurde infolge Laufens des Gewebes nach Beispiel 7 zwischen den Prägewalzen wie im Beispiel 2 erzeugt.

Das Gewebe wies folgende Eigenschaften auf:

Flächengewicht '38,3 Pfund/2880 Fuß²

Raumbedarf - 0,528"25,4 mm pro 24 Bogen

Zugfestigkeit (MD) - 41,2.28,34953 g pro 25,4 mm

elastische Dehnung (MD) 11,5 %

Zugfestigkeit (CD) 13,6*28,34953 g pro 25,4 mm

elastische Dehnung (CD) 20,7 % *

- Naßzugfestigkeit (MD) 13,6*28,34953 g pro 25,4 mm

Naßzugfestigkeit (CD) 4,7·28,,34953 g pro 25,4 mm

Falz 227 ■

Stauchung I32

Energieaufnahme (MD) i3,179*28,34953 g" 25,4 mm/25,4²mm²

Energieaufnahme (CD) 1,807*28,34953 g 25,4 mm/25,4²mm²

Längenüberhang (MD) 8,6 cm

Längenüberhäng (CD) ' 6,4 cm

Beispiel 9

Das Gewebe wurde aus einem Fasermahlgut gebildet, das aus Wasser und folgenden Papierbreiarten besteht;

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:■ ■ - 27 - ' S 1479

23H684

1,35 % Melamin-formaldehyd zur Vergrösserung der Naßfestigkeit des Gewebes,

10 % Hycar 2600-X 92, eine Akrylemulsion, erhältlich von B.F. Goodrich Chemical Company (9*0 % Gehalt im Gewebe).

Die Akrylemulsion wurde dem Mahlgut in diskreten Partikeln in Übereinstimmung mit dem in der US-PS 3 622 447 beschriebenen Verfahren und mit der in der US-PS 3 529 936 beschriebenen Vorrichtung zugegeben. Das Gewebe wurde auf einer herkömmlichen Langsiebpapiermaschine gebildet und von der Oberfläche eines Yankee-Trockners bei 70 % bis 80 % Trockenheit zur Erzielung von annähernd 22,2 % Krepp gekreppt. Das Gewebe wurde dann weiter bis zu einem Grad von mehr als 90 % durch Führen über einen Trarispirationstrockner, wie er in der US-PS 3 432 936 beschrieben ist, getrocknet. Das Gewebe wies folgende Eigenschaften auf:

Flächengewieht 38,4 Pfund/2880 Fuß²

Raumbedarf 0,180*25,4 mm pro 24 Bogen

Zugfestigkeit (MD) 65,7*28,34953 g P^o 25,4 mm

elastische Dehnung (MD) 26,1 %

Zugfestigkeit (CD) 45,8»28,34953 g pro 25,4 mm

elastische Dehnung (CD) 6,4 %

• NaßZugfestigkeit (MD) 23,3*28,34953 S pro 25,4 mm

Naßzugfestigkeit (CD} 14,5*28,34953 S pro 25,4 mm

Falz . " 367

Stauchung 103

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- 28 - 6 1479

23U684

Beispiel 10

Das Gewebe' nach Beispiel 10 wurde infolge Durchlaufens des Gewebes nach Beispiel 9 zwischen den Prägewalzen wie im Beispiel 2 erzeugt.

Das Gewebe wies folgende Eigenschaften auf:

Flächengewicht 36,3 Pfund/2880 Fuß²

Raumbedarf . 0,472*25,4 mm pro 24 Bogen

Zugfestigkeit (MD) 38,9*28,34953 g pro 25,4 rnm

elastische Dehnung (MD) .18,2 %

Zugfestigkeit (CD) 13,6*28,34953 g pro 25,4 mm

elastische Dehnung (CD) 24,5 %

Naßzugfestigkeit (MD)- 12,2*28,34953 g pro 25,4 mm

Naßzugfestigkeit (CD) 4,8"28,34953 g pro 25,4 mm

Falz I78 ·

Stauchung 95 '

Energieaufnahme (MD) 4,700«28,34953" g 25,4 mm/25,4²mm²

Energieaufnahme (CD) 2,272*28,34953 g 25,4 mm/25,4²mrn²

Längenüberhahg (MD) 7,5cm

Längenüberhang (CD) 6,2 cm.

Beispiel 11

Das Gewebe wurde aus einem Fasermahlgut gebildet, das aus Wasser und folgenden Papierbreiarten besteht:

30 % gebleichtem Kraftzellstoff aus nordischer Fichte, 40 % gebleichtem Papierfaserstoff aus südlichem Laubholz, 30 % gebleichtem Sulfitzellstoff aus westlichem Nadelholz,

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- 29 - ο 1479

23U68A

I,O % Harz relativer Haftfestigkeit, bestehend aus 4,5 Teilen Melamin-fornialdehyd zu 1 Teil Harnstoff-formaldehyd,

IjO "fj Valve toi 2000, einem kationenaktiven, ein hohes Molekulargewicht aufweisenden, quo. te "mär en Imidazolin zur Verminderung der 'zwischenfaserigen Bindung;-, fähigkeit, 10 % Hyear 2600-X 92, einer Akrylemulsion, erhältlich von B.P. Goodrich Chemical Company (9,5 % Gehalt i:;i Gewebe), und

0,5 % Lufaj: 295, einem kationenaktiven Mehrfachelektrolyten, erhältlich von Rohm und Haas Company, als Abseheidungshelfer.

Die Chemikalien werden dem Mahlgut in Übereinstimmung mit dem in der UG-Patentanmeldung Nr. I08 6>3, die auf denselben Anmelder wie iiii vorliegenden Fall, zurückgeht, beschriebenen Verfahren zugeführt. Das Gewebe wurde auf einer herkömmlichen Langsiebpapieriiias chine gebildet und von der Oberfläche eines Yankee-Trockners bei 70 70 bis 80 % Trockenheit zur Erzielung von annähernd I7 fo Krepp gekreppt. Das Gewebe wurde dann weiter bis zu einem Grad von mehr als 90 % Trockenheit durch Führen über einen Transpirationstrockner, wie er in der US-PS 5 4^2 936 besehrieben ist, getrocknet. Das Gewebe wies folgende Eigenschaften auf:

Flächengewicht 37,0 Pfund/2880 Fuß²

Raumbedarf 0,211-25,4 mm pro 24 Bogen

Zugfestigkeit (MD) 51,9*28,34953 g pro 25,4 mm

elastische Dehnung (MD) 17,1 fo

Zugfestigkeit (CD) 45,5*28,34953 g P^o 25,4 mm

elastische Dehnung (CD) 6,3 %

Naßfestigkeit (MD-) 25,5*28,34953 g pro 25,4 mm Naßfestigkeit (CD) 17,6*28,34953 ε P^o 25,4 mm

Falz 410

Πtauchung 87

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Beispiel 12

S 1479

Das Gewebe nach Beispiel^ wurde infolge Durchlaufens■des - Gewebes nach Beispiel 11 zwischen den Prägewalzen, die mit den im Beispiel 2 verwendeten übereinstimmen, erzeugt.

Das Gewebe wies folgende Eigenschaften auf:

Flächengewicht Raumbedarf
Zugfestigkeit (MD) elastische Dehnung (MD) Zugfestigkeit (CD) elastische Dehnung (CD) Naßzugfestigkeit (MD) Naßzugfestigkeit (CD) PaIz
Stauchung

36,7 Pfund/2880 Fuß 0,455'25,¹I- mm pro Bogen 51-,0*28,34953 g pro 25,4 mm 13,4 %

13,7*28,34953 g Pro 25,4 mm 21,1 % ■ ■

12,9*28,34953 g pro 25,4 mm 5,1 '28,34953 g pro 25,4 mm

104.

- Patentansprüche -

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Claims

- j31 - 3 1479

Patentans prüche

Weiches, saugfähiges, gekrepptes, durch Abscheidung aus einem wasserhaltigen Brei gebildetes Fasergewebe mit wahllos angeordneten, sich berührenden und an einigen Berührungsstellen steife Gewebeverbindungen bildende Holzzellstoffasern und einem elastomeren Bindematerial an im wesentlichen gleichförmig zwischen den Pasern über das Gewebe hin verteilten Berührungspunkten, wobei an den Berührungspunkten der Pasern flexible Gewebeverbindungen gebildet werden und das Gewebe ein Flächengewicht von etwa 12 bis etwa 60 Pfund/2880 Fuß aufweist, dadurch gekennzeichnet, dass das Gewebe eine Anzahl Flächen aufweist, in denen das Gewebe teilweise gebrochen ist, und dass diese Flächen zur Bildung im wesentlichen elastischer Dehnung in allen Richtungen in der Ebene des Gewebes über letzteres gleichmässig verteilt sind.
2. Gewebe nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass jede der Flächen, in denen das Gewebe teilweise gebrochen ist, zur Vergrösserung der elastischen Dehnung quer zur Laufrichtung des Gewebes eingerichtet ist.

j5. Gewebe nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass das Gewebe eine Anzahl erhabener Flächen und Vertiefungen auf jeder Seite aufweist, dass die Vertiefungen auf jeder Seite die erhabenen Flächen auf der anderen Seite bilden,

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dass das Gewebe zwischen den erhabenen Flächen und den Vertiefungen liegende Zwischenteile aufweist, und dass--die Flächen, in denen das Gewebe teilweise gebrochen ist, mindestens von einigen Zwischenteilen gebildet werden.

4. Gewebe nach einem der Ansprüche 1 bis^-3, dadurch gekennzeichnet, dass das Gewebe in mindestens einigen gebrochenen Flächen vollständig zur Bildung längsverlaufender Öffnungen in dem Gewebe im allgemeinen in Ausrichtung zur Laufrichtung des Gewebes durchbrochen ist.

5. Gewebe nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet* dass die Öffnungen von einer Grosse innerhalb des Bereiches von etwa 0,01*25,4 mm bis etwa 0,1*25,4 mm sind und im wesentlichen

gleichmässig überall im Gewebe bei einer Konzentration von ngef
ind.

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ungefähr l4o bis 600 pro 25,4 mm des Gewebes angeordnet

6. Gewebe nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet j dass die Holzzellstoffasern zur Verminderung ihrer Fähigkeit der Bildung steifer Zwischenfaserverbindungen mit einem chemischen Entbindermittel behandelt sind. .

7. Gewebe nach einem der vorhergehenden Ansprüche,, dadurch gekennzeichnet, dass die Menge des elastomeren Bindematerials innerhalb des Bereiches von 3 Gewichts-$ bis 25 Gewichts-$ des Trockengewichtes des Gewebes liegt,. ,-·

8. Gewebe nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Menge des elastomeren Bindematerials im Bereich von annähernd 7 Gewichts-$ bis annähernd 15 Gewichts-^ des Trockengewichts des Gewebes liegt.

9. Gewebe nach Anspruch 7 oder 8, dadurch gekennzeichnet, dass - ' das elastomere Bindematerial ein Akryl, Vinylchlorid-Akryl, Akryl-Vinyl-Azetat, Butadien-Styrol, ButadienrAkryl-Ni-tril oder Äthylen-Vinyl-Azetat aufweist. . ,-

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10. Gewebe nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass das Gewebe Naßfestigkeitsharz in einer Menge innerhalb eines Bereiches von annähernd 0,5 % bis annähernd 2,0 % des Trockengewichtes des Gewebes enthält, und dass die Holzzellstofffasern mit einem cheinikalisehen Entbinder in einer Menge von annähernd 0,5 % bis annähernd 2,0 % des Trockengewichts des Gewebes zur Verringerung zwischenfaseriger Bindungsfähigkeit behandelt sind,

11. Verfahren zur Herstellung eines weichen, saugfähigen Fasergewebes mit im wesentlichen elastischer Dehnung in allen ,lichtungen in seiner eigenen Ebene gemäss Anspruch 1, das Abscheiden eines wasserhaltigen Breis auf einer Formungsoberflache einer Papierherstellungsmaschine, wobei der wasserhaltige Brei Holzaellstoffasern, mindestens einen chemischen Entbinder und mindestens ein elastomeres Bindemittel aufweist, die Formbildung des Gewebes aus dem wasserhaltigen Brei, Kreppen des Gewebes und Trocknen des letzteren vorsieht, gekennzeichnet, durch teilweises Brechen des getrockneten Gewebes an ausgewählten vorbestimmten Stellen.

12. Verfahren nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, dass das elastomere Bindemittel in dem wasserhaltigen Brei ein Akryl, Vinylchlorid-Akryl, Akrylvinyl-Azetat, Butadien-Styrol, Butadien-akrylnitril oder Äthylenvinyl-Azetat aufweist.

13. Verfahren nach Anspruch 11, oder 12, dadurch gekennzeichnet, dass die Menge des elastomeren Bindemittels in dem wasserhaltigen Brei zur Erzeugung einer Menge elastomeren Bindemittels in dem getrockneten Gewebe derart gewählt 1st, dass

• sie in dem Bereich von J5 % bis 25 % des Trockengewichtes des Gewebes liegt.

14. Verfahren nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, dass die Menge des elastomeren Bindemittels in dem wasserhaltigen Brei zur Erzeugung einer Menge elastomeren Bindemittels in dem getrockneten Gewebe derart gewählt ist, dass sie im Be-

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reich, von 7 % bis 15 % des Trockengewichtes des Gewebes liegt. .

15· Verfahren nach einem der Ansprüche 11 bis 14/ aaciurch gekennzeichnet, dass die Arbeitsstufe des teilweisen Brechens des getrockneten Gewebes die Erzeugung von Öffnungen in dem Gewebe einschliesst.

16. Verfahren nach Anspruch 15, dadurch gekennzeichnet, dass die Öffnungen in Laufrichtung des Gewebes langgestreckt sind,

17. Verfahren nach Anspruch 16, dadurch gekennzeichnet,- dass die Abmessungen der langgestreckten Öffnungen, innerhalb des Bereiches von 0,01*25,4 mm bis 0,1*25,4 ram liegen, und dass die Öffnungen im wesentlichen gleichmässig im ganzen Gewebe mit einer Konzentration im Bereich von l40 bis 600

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pro 25,4 mm der Gewebeoberfläche angeordnet sind.

Hof./Br.

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